不同類(lèi)型雷達傳感器應用的電路材料在汽車(chē)高級駕駛員輔助系統（ADAS）中面臨的選擇

　　雷達技術(shù)與其他車(chē)載電子安全技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢：在各種惡劣天氣條件下，即使在基于聲光的ADAS技術(shù)(包括攝像機)可能?chē)乐赝嘶那闆r下，它也能有效運行。雷達系統具有能全天候工作的優(yōu)勢，但是用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的雷達系統也需要穩定的高性能PCB天線(xiàn)來(lái)實(shí)現發(fā)送和接收功能。要PCB天線(xiàn)實(shí)現角度和高橫向分辨率以及可重復一致性能，這就要求電路材料的特性能夠支持其在如此高的頻率與環(huán)境中進(jìn)行工作。

　　用于毫米波頻率下的高性能PCB天線(xiàn)材料必須具有低損耗特性，并且材料的不同批次以及車(chē)輛環(huán)境(例如溫度和濕度)的變化條件下仍具有良好的介電常數(Dk)容差變化。 此外，車(chē)載毫米波雷達PCB天線(xiàn)的電路材料還應具有光滑的銅箔表面，低損耗因數(Df)和低吸濕性。

　　用于這種高頻毫米波PCB天線(xiàn)的電路材料的常用選擇就是來(lái)自Rogers Corp.的5-mil RO3003 TM層壓板(圖3)。它具有毫米波電路所需的嚴格控制的介電常數(DK)，其10 GHz的DK值為3.00±0.04之內。其Dk值隨溫度的變化，即介電常數溫度系數(TCDk)很小，僅為-3 ppm /oC(圖4)。 RO3003層壓板還具有毫米波電路所需的光滑銅箔表面，10 GHz時(shí)Df值為0.0010，以及低的吸濕率0.04%。 此外，它不含有玻璃布，避免了毫米波頻率下的玻璃編織效應產(chǎn)生的不穩定和不一致性。

　　圖3：RO3003?電路層壓板具有汽車(chē)高性能毫米波雷達PCB天線(xiàn)所必需的特性。

　　圖4：RO3003?電路層壓板在不同溫度下的Dk變化幾乎可以忽略不計，TCDk僅為-3 ppm /oC。

　　羅杰斯公司的RO4000?層壓板已成為24 GHz車(chē)載雷達傳感器與ADAS中用于短距離、盲點(diǎn)檢測等雷達天線(xiàn)應用中可靠的電路材料。自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展將會(huì )在每一輛車(chē)輛中使用許多不同的傳感器系統，作為一種“系統之系統”的形式，協(xié)調多個(gè)雷達系統、聲納、激光雷達和照相機等傳感器，為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供許多不同的電子“有利點(diǎn)”。較低頻率的24-GHz雷達已用于停車(chē)輔助功能和較短距離的防碰撞預警。高頻的車(chē)載雷達系統，目前頻率在77 GHz——最終會(huì )是79 GHz頻段——將用于中距離功能，如變道輔助(LCA)和遠程功能、自適應巡航控制( ACC)、前方碰撞警告以及自動(dòng)緊急制動(dòng)系統。自動(dòng)駕駛汽車(chē)在移動(dòng)時(shí)的電子檢測和警報系統產(chǎn)生的數據量將非常龐大，顯著(zhù)需要很高的的車(chē)載信號處理和微處理器。

　　當然，在這樣高的頻率下產(chǎn)生和維持信號性能從來(lái)都不是一件簡(jiǎn)單的事。 對于這些高頻毫米波天線(xiàn)和電路，即使在車(chē)輛環(huán)境中，羅杰斯公司的RO3000?和RO4000層壓板也可以提供高頻率下穩定可靠的電氣性能。 真正完全自主的自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要對所有面進(jìn)行檢測，以形成車(chē)輛周?chē)?60度的環(huán)境監視并根據不同情況引導車(chē)輛，從而取代人類(lèi)駕駛員對外部環(huán)境的反應。

　　雷達只是未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的電子技術(shù)之一。自動(dòng)駕駛汽車(chē)必須被不同類(lèi)型的傳感器包圍，從而有助于不斷收集環(huán)境數據，以保障汽車(chē)及其乘客的安全(其中一個(gè)可能被認為是駕駛員)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)也將依賴(lài)一個(gè)被稱(chēng)為“傳感器融合”(sensor fusion)的信息處理，將許多不同傳感器收集到的數據整合為可用的信息，并將其轉化為安全、舒適的駕駛體驗。

　　為準確收集周外環(huán)境如自行車(chē)，自行駕駛車(chē)輛等所需的數據，許多小型多層印刷電路板天線(xiàn)和其他傳感器電路將需要采用穩定的低損耗電路材料，例如羅杰斯公司的RO3000，RO4000和Kappa?438層壓板，其在射頻到毫米波頻率具有電路所需的性能和穩定性。

　　電路的尺寸隨著(zhù)頻率的增加而減小，特別是工作頻率為77和79 GHz時(shí)，因為這些信號波長(cháng)非常小。各種工作在該頻段下的電路傳輸線(xiàn)，包括微帶線(xiàn)、帶狀線(xiàn)、和共面波導(CPW)電路等，由于電路尺寸很小就要求非常材料具有良好的一致和可預測性，如RO3003?和RO4830?層壓板。高頻電路材料，例如Rogers RO3003層壓板，在不同電路和不斷變化的環(huán)境下仍保持一致性特別良好的Dk性能，同時(shí)，具有毫米波頻率下所需的低損耗因子(Df)或損耗(圖5)。 RO4830熱固性層壓板非常適合對價(jià)格敏感的毫米波產(chǎn)品應用，它也是傳統PTFE基層壓板的可靠、低成本的替代產(chǎn)品。 RO4830層壓板在77 GHz時(shí)的介電常數為3.2。 LoPro?反轉銅箔技術(shù)有助于RO4830層壓板在77GHz時(shí)的插入損耗優(yōu)化，其插入損耗值為每英寸2.2dB。

　　RO3000和RO4000電路材料的出色機械和電氣性能水平可以與RO4400?粘接材料的相結合，并在79 GHz時(shí)表現非常好和一致的低損耗電路特性。這些關(guān)鍵的電路材料將提供可重復性且可靠的電氣性能，并使傳感器獲得自動(dòng)駕駛汽車(chē)的車(chē)載處理器使用的可靠的數據，以保證可以車(chē)輛的安全行駛。

　　這是一個(gè)人工智能的時(shí)代，只要運用得當，必將給我們生活帶來(lái)很多福利。在將來(lái)也許自動(dòng)駕駛技術(shù)將會(huì )得到普及，不同類(lèi)型雷達傳感器應用的電路材料在汽車(chē)高級駕駛員輔助系統(ADAS)中的選擇問(wèn)題就顯得十分重要，它不僅關(guān)系著(zhù)資源的利用，更關(guān)系到乘車(chē)人的安全問(wèn)題。隨著(zhù)科技的日漸成熟，最合適的傳感器將會(huì )應用到高級自動(dòng)駕駛系統上，，此時(shí)，就可以在保證車(chē)輛安全行駛的條件下讓人們享受自動(dòng)駕駛帶來(lái)的方便。